Файл: Хает Г.Л. Машиностроению - прогрессивную технологию.pdf

подач и скорости резания при протягивании не ухудшает качества обработки. Может быть эффективным и черновое протягивание с тол­ щиной среза в 1 мм и более. При протягива­ нии, как и при строгании, в некоторых случаях целесообразно применить твердый сплав для режущей части инструмента.

Весьма заманчивой является перспектива воздействия на свойства срезаемого металла с целью облегчения процесса резания. Еще в 30-х годах были проведены опыты по обработ­ ке металлов резанием с подогревом поверх­ ностного слоя или всей обрабатываемой де­ тали. Дальнейшее использование этого метода проводилось и в последние годы, в частности, на Ново-Краматорском заводе при обработке конхсов засыпных аппаратов доменных печей. Установлено, что механическая обработка по­ догретой заготовки требует намного меньше усилий, при этом во много раз увеличивается стойкость инструмента.

Несмотря на это, до настоящего времени указанный метод не нашел сколько-нибудь широкого применения. Объясняется это, глав­ ным образом, отсутствием достаточно просто­ го и удобного устройства для поверхностного концентрированного нагрева заготовки.

Вместе с тем, надобность в подогреве, сни­ жающем механические свойства и истираю­ щую способность металла, особенно велика в связи с ростом числа деталей, изготовляемых из труднообрабатываемых материалов. Поэто му дальнейшей разработкой и усовершен­ ствованием процесса резания с подогревом срезаемого слоя металла в настоящее время

20

заняты многие лаборатории, отечественные и зарубежные ученые.

В машиностроении все более широкое при­ менение находят различные новые методы обработки, основанные на непосредственном действии на обрабатываемый материал элект­

также непосредственного воздействия на об­ рабатываемые детали начинают использовать ультразвуковые колебания.

В последние годы ведутся работы по внед­ рению электроконтактного метода обработки, позволяющего добиться больших съемов ме­ талла в единицу времени.

Схема электроконтактной обработки при­ ведена на рис. 5. Она напоминает схему шли­ фования. Стальной диск вращается с большой скоростью (35—40 м/сек) и перемещается вдоль вала. Вал получает медленное враще­ ние—круговую подачу. Осуществлены следую­ щие предельные величины параметров процес­ са обработки: глубина— 12,5 мм, продольная подача — 20 мм/об, круговая подача 5 м/мин. При таком режиме производительность обра­ ботки труднообрабатываемых материалов зна­ чительно выше, чем при резании.

Развитие машиностроения характеризуется повышением требований к точности и качеству поверхностей деталей. С другой стороны, по мере внедрения прогрессивных методов полу­ чения заготовок уменьшаются припуски на механическую обработку. В связи с этим все большую актуальность приобретает внедрение

21

Рис. 5. Схема электроконтактной обработки металла

прогрессивных методов отделки деталей — скоростного и тонкого шлифования, шлифова­ ния абразивной лентой, кругами с графитовым наполнителем, хонингования, суперфиниша и другие.

Так, на Ново-Краматорском заводе успеш­ но применена доводка колеблющимися бру­ сками роликов рольгангов и других крупных закаленных деталей. При этом достигнута чистота поверхности, соответствующая 10— 11-му классу. На Краматорском заводе тяже­ лого станкостроения применяется суперфиниш шеек шпинделей.

Разрабатывая технологические процессы окончательной обработки деталей, технологи зачастую стремятся лишь к получению задан­

22

ной точности и чистоты поверхности. Между тем следует считать доказанным, что для обеспечения высоких эксплуатационных ка­ честв и долговечности детали, а следователь­ но, и всей машины имеет значение не только высота микронеровностей детали, но и состоя­ ние поверхностного слоя, его физико-механи­ ческие свойства. Они в значительной мере обуславливаются методами и режимами меха­ нической обработки.

В связи с этим следует шире применять такие способы отделочной обработки, которые улучшают свойства поверхностного слоя де­ тали.

Одним из наиболее производительных ме­ тодов отделочной обработки, обеспечивающим высокую долговечность поверхностного слоя деталей, является обкатка роликами и шари­ ками.

На Ново-Краматорском заводе, Уралмашзаводе и других предприятиях применяются разные приспособления для обкатки наруж­ ных цилиндрических и конических поверхно­ стей, плоскостей и раскатки отверстий различ­ ных диаметров.

Наибольший эффект дают приспособления для обкатки с регулируемым усилием. Высо­ кая чистота поверхности при максимальной производительности достигается применением ролика с цилиндрическим пояском или бочко­ образного ролика с относительно большим профильным радиусом. Если главной целью обкатки является получение наклепа задан­ ной глубины и степени, применяются ролики с небольшим профильным радиусом 3—10 мч.

23

В последние годы проф. И. В. Кудрявце­ вым и Н. А. Лопатинским разработан и на не­ которых заводах уже внедряется новый метод упрочнения детали — наклеп подпружинен­ ным бойком, или, как иначе называют этот метод, чеканка. Она позволяет по­ лучить наклепанный слой глубиной до 10— 20 мм. Чеканка применяется для обработки плоскостей, цилиндрических поверхностей, галтелей и рифлений. Внедрение этого метода на Ново-Краматорском заводе обеспечило повышение усталостной прочности уникальных деталей прессов, что позволило уменьшить вес их на сотни тонн. Годовая экономия состави­ ла около 300 000 руб.

Недавно на заводе изготовлены приспособ­ ления для чеканки резьбы. Опыты ЦНИИТМАШа показали, что усталостная прочность деталей, резьбы у которых получены чекан­ кой, возрастает в 2—6 раза. Эффективность нового метода возрастает с увеличением проч­ ности сталей и с ростом коэффициента кон­ центрации напряжений, вносимой резьбой, на­ пример, для упорных резьб.

Так, если деталь из стали 18ХМВА с наре­ занной упорной резьбой имела предел уста­ лости 13,6 кг/мм2, то у такой же детали с на­ клепанной резьбой предел усталости будет 51,5 кг/мм2, т. е. в 3,8 раза больше.

Анализ результатов внедрения упрочняю­ щей технологии на 30 заводах показал, что за счет повышения долговечности деталей сэко­ номлены сотни тысяч рублей.

На заводах тяжелого машиностроения око­ ло 40% трудоемкости изготовления машин со­

24

ставляют слесарно-сборочные работы. При это.м установлено, что собственно сборка за­ нимает всего 3,3% времени, остальное прихо­ дится на слесарно-пригоночные работы.

Важной задачей машиностроителей яв­ ляется выполнение максимального числа от­ делочных операций на металлорежущих стан­ ках для того, чтобы исключить последующую ручную подгонку на сборке.

В этой связи большое значение приобрета­ ет использование отделочного инструмента, у которого одна из режущих кромок параллель­ на образующей детали.

Широкое применение находят быстроре­ жущие и твердосплавные резцы такого типа при строгании. Внедрение тонкого отделочного строгания этими резцами на ряде станкостро­ ительных заводов позволило ликвидировать трудоемкую и утомительную операцию ручной шабровки станин металлорежущих станков.

Нужно, однако, отметить, что широкие твердосплавные резцы надежно работают лишь при строгании чугуна. Точную обработ­ ку больших плоскостей стальных деталей бо­ лее выгодно производить с помощью фрезер­ ной головки, имеющей один широкий твердо­ сплавный нож. Этот метод разработан на Ново-Краматорском заводе и назван шабря­ щим фрезерованием. Шабрящая фреза, осна­ щенная твердым сплавом ТЗОК4, работает с глубиной резания 0,05—0,1 мм, подачей 1,5— 2,5 мм,’об и скоростью резания 200—300 мімин. Она обеспечивает плоскостность 0,01—0,02 мм на 1 пог. м. и чистоту обработанной поверх­ ности, соответствующую 6—7-му классу.

25

Шабрящее фрезерование успешно приме­ няется на ряде заводов страны при обработке крупных деталей прессов, редукторов, прокат­ ных станов, турбин.

В результате внедрения этого метода вме­ сто шабровки только на Ново-Краматорском заводе за год сэкономлено около 60 000 руб.

Важной операцией в тяжелом машино­ строении является точная обработка больших отверстий в корпусных деталях. Обычно эти отверстия подвергаются длительной шаб­ ровке на сборке. Исследование технологии чистовой обработки крупных отверстий, про­ веденное Центральным научно-исследователь­ ским институтом тяжелого машиностроения (ЦНИИТМАШ) и Ново-Краматорским заво­ дом, позволили создать инструмент, обеспечи­ вающий получение 2-го класса точности и 6—7-го класса чистоты без последующей шаб­ ровки. Он представляет собой двухзубую раз­ вертку (плавающую пластину), которая уста­ навливается в специальную оправку ориги­ нальной конструкции. Новый инструмент ус­ пешно применяется на Ново-Краматорском заводе.

ВСЕМЕРНО СОКРАЩАТЬ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ВРЕМЯ

Известно, что время, затрачиваемое на ме­ ханическую обработку деталей на металлоре­ жущих станках, делится в основном на ма­ шинное и вспомогательное.

В крупносерийном и массовом производст­ ве машинное время, расходуемое непосредст­

26

венно на резание на мелких и средних станках, колеблется от 50 до 70% от сменного времени,

обрабатываемых поверхностей и объем ме­ талла, срезаемого в стружку, возрастают быстрее, чем время, необходимое для установ­ ки детали, ее измерения, управления станком и т. д. Поэтому удельный вес машинного вре­ мени на тяжелых станках увеличивается до 50—75%, в связи с этим интенсификация ос­ новного рабочего процесса на крупных стан­ ках имеет большое значение. Следует, однако, иметь в виду, что только лучшим использо­ ванием машинного времени нельзя добиться значительного роста производительности тру­ да. Учитывая, что в большинстве случаев доля вспомогательного времени остается значитель­ ной, нужно добиваться максимального его сокращения. Только в этом случае может быть достигнут существенный рост выпуска про­ дукции.

На Старо-Краматорском машиностроитель­ ном заводе структура вспомогательного вре­ мени на тяжелых станках следующая, %:

27

Как видно из приведенных цифр, харак­ терных и для других машиностроительных за­ водов, наибольшая часть вспомогательного времени уходит на установку и крепление де­ талей и инструмента. В крупносерийном и массовом производстве на мелких и средних стайках широко применяются быстродейству­ ющие зажимные приспособления. В тяжелом машиностроении создание таких зажимов сопряжено с большими трудностями, вызван­ ными необходимостью обеспечения больших зажимных усилий и широкой универсаль­ ностью приспособлений.

Тем не менее имеются примеры успешной механизации некоторых вспомогательных опе­ раций при изготовлении деталей крупных ма­ шин. Так, на Ново-Краматорском заводе при­ меняется ряд универсальных зажимов (тис­ ков, прихватов, распорок и т. д.) с гид­ равлическим, пневмопоршневым и пневмоимпульсным приводом, обеспечивающим усилие зажима до 10 т. Начата механизация за­ жимных операций на тяжелых токарных стан­ ках; так, например, создано гидравлическое приспособление для крепления резцов с за­ жимным усилием в 40 т.

Благодаря применению гидрозажимов рез­ цов на станках с высотой центров 650— 2000 мм время на крепление инструмента со­ кращено в 3 раза, значительно облегчен труд рабочих.

НИИПТМАШем создан высокомоментный гидравлический ключ для зажима деталей на тяжелых токарных станках. Для удобства перемещения ключ состоит из двух частей —

28

собственно ключа и привода. При этом обеспе­ чивается усилие зажима 45 г.

В этом же институте разработаны зажим­ ные приспособления для карусельных и про­ дольнострогальных станков.

Много вспомогательного времени тратится на такие трудоемкие операции, как уборка стружки, установка оправок, центров и дру­ гой оснастки. За последнее время многое сде­ лано для механизации и этих операций. Су­ ществуют вмонтированные в станок устрой­ ства для дробления стружки. Предварительно измельченная стружка удаляется из-под стан­ ка специальным транспортером, который по­ дает стружку либо в стружкодробилку, либо непосредственно под брикетировочный пресс.

Установка приспособлений и вспомогатель­ ного инструмента ускоряется и облегчается применением местных подъемников небольшой грузоподъемности. Имеется, в частности, опыт успешного применения подъемников с пневмороторным приводом.

Значительное время на крупных чистовых токарных станках затрачивается на измере­ ние деталей. Многие институты и заводы стра­ ны работают над созданием устройства для измерения диаметров обрабатываемых дета­ лей на ходу станка (до настоящего времени такие приборы широко применяются только на шлифовальных станках).

Ценным методом контроля больших диа­ метров в процессе обработки без остановки станка является метод, основанный на счете числа оборотов измерительного ролика, вра­ щающегося при касании с деталью. В настоя­

29